RInnova a Smart City Exhibition - workshop “Smart Park: un caso di studio di sistemi di gestione intelligente dell’energia per aree territoriali limitate” - intervento di Alessandro Golfarelli, Romagna Innovazione

1. Il progetto Algieba
e lo Smart Park
Alessandro Golfarelli
Responsabile Area Tecnica
Romagna Innovazione

2. RETE ALGIEBA
 Adesione di un gruppo di imprese al bando
regionale Distretti 2 «Gestione,
monitoraggio, controllo dei flussi energetici
e trasmissione dati delle smart grid»
 Algieba --> Stella --> Energia
 Progetto (attualmente in corso, fine prevista
febbraio 2014)
– Studio di fattibilità relativo ad una rete
smart grid in contesto urbano, identificando
e progettando i dispositivi hardware e i
componenti software necessari a gestire e
monitorare la rete in modo «smart»

3. RETE ALGIEBA
Capofila
Arredo
urbano ed
illuminazione
Impiantistica, rinnovabili,
nautica e building automation
Ricerca operativa,
metodologie di ottimizzazione
su tematiche energetiche
Automazione
industriale
Progettazione
elettronica
 Individuazione delle
aziende
 Supporto alla
definizione del
progetto
 Coordinamento e
gestione delle attività
di progetto
 Manager di rete
 Tutoraggio tecnologico
e scientifico della rete

4. CONTESTO GENERALE ed ATTIVITA’




SMART GRID  RETE INTELLIGENTE
Identificazione di uno
scenario di smart grid a
partire dal sistema di Smart
Lighting
Analisi di tecnologie e
modalità operative per la
strutturazione della rete
dello scenario individuato
Ricerca e analisi di soluzioni
impiantistiche/di prodotto
per la creazione di una smart
grid di pubblica illuminazione
Definizione di un protocollo
e di algoritmi a supporto
dell’impianto nella gestione
dell’energia elettrica
- composta da tecnologie HW (sistemi di comunicazione,
dispositivi, unità di supervisione) e applicativi software
- opera in modo efficiente, dinamico ed efficace
- attinge a diverse fonti energetiche per la distribuzione
intelligente dell’energia in tempo reale

5. APPROCCIO METODOLOGICO RINNOVA
Scouting
• Analisi
normativa
• Ricerca casi di
studio
• Identificazione
dei vincoli e
delle
caratteristiche
della smart
grid
Scenario
• Definizione del
contesto e dello
scenario
• Analisi
tecnologica sui
macrocomponenti
• Ipotesi di
produzione
• Ipotesi di
consumo
Architettura
• Modellazione della
rete
• Identificazione ed
analisi dei
dispositivi (es.
inverter,
accumulatori, ecc.)
• Analisi architettura
• Analisi del sistema
di gestione
intelligente della
rete

6. SCENARIO APPLICATIVO
Smart Park





Zone di
consumo
energia
Zone di
produzione
energia
Sistemi
accumulo
Sistema di
acquisizione
energia da rete
Sistema di
gestione
energia
«smart node»

7. I COMPONENTI
Punti luce
• Punti luce dotati
di Smart Lighting
System con
programmazione
oraria e
sensoristica
intelligente
Utenze
• Ristorante
• Bar
• Stazioni di
ricarica
• Giochi gonfiabili
• Ecc..
Dispositivi di
accumulo
• Dimensionati e
progettati per
garantire
accumulo e
successivo
utilizzo di energia
in eccesso
Fonti di
produzione
• Impianto
fotovoltaico
• Turbine eoliche

8. PROFILAZIONE DEI CONSUMI
 Profilazione consumi per
 elementi
 fasce orarie
 zone

9. CONSUMO e PRODUZIONE




Previsione di produzione di energia
fotovoltaica
Previsione di produzione di energia
eolica
Ipotesi: consumi di un giorno medio tipo
all’interno dell’anno (media dei consumi)
Fasce di consumo importanti dovute in particolar
modo allo sfruttamento dell’area di ubicazione
del ristorante e all’accensione dell’illuminazione
del parco

10. CONFRONTO
CONSUMO/PRODUZIONE

Diventa fondamentale
gestire
– prelievo energia
dall’esterno della
rete (in tempo
reale)
– accumulo energia
(in tempo reale)
– informare la rete
delle capacità di
«soddisfare» il
fabbisogno
energetico (con
un sistema
previsionale)
Area
ad alta
produttività
Profili
medi
giornalieri

11. SISTEMA di GESTIONE
Modellizzazione e schema logico


Area suddivisa
in N zone con
uno storage
per ogni zona
Nodi zonali
(uno per ogni
zona) col
compito di
prelevare e
cedere energia
ai dispositivi
associati alla
propria zona

12. SISTEMA di GESTIONE
Caratteristiche
• Consumi istantanei
• Dati previsionali
• Dati dei sensori di campo
• Costo dell’energia
• …

– Comprende al suo interno la definizione
delle regole di comportamento degli
elementi della rete
– Permette l’acquisizione dei dati
caratteristici di funzionamento atti ad
alimentare gli strumenti di supporto alle
decisioni
IN
Sistema di
gestione
della rete
OUT
• Distribuzione energetica
• Ottimizzazione del
fabbisogno
Data Monitoring & Control

Ottimizzatore
– Componente decisionale che effettua
previsioni sul comportamento della rete e
di alcuni parametri ad essa collegati
(fattori metereologici, costi dell’energia,
ecc.)  In base a tali fattori viene stabilito
il mix energetico ottimale in termini di
cessione e prelievo dell’energia

13. SVILUPPI FUTURI
 Sulla base del contesto applicativo e della modellizzazione proposta
Progettare gli elementi di innovazione
«smart» per i punti luce, in modo che
oltre alla gestione intelligente del
consumo diventino anche strumenti di
produzione di energia e immissione della
stessa in rete
Progettare la rete (architettura) e i
componenti che ne fanno parte (es.
inverter, accumulatori, cabine, ecc.) in
modo che possano garantire la bidirezionalità del flusso energetico
Sviluppare e approfondire la progettazione del nodo
intelligente di gestione delle zone della rete, definendo
e caratterizzando input e output di sistema
e la metodologia di ottimizzazione
delle informazioni scambiate